DE102010055774A1 - Industrial truck with a sensor for detecting a spatial environment and method for operating such a truck - Google Patents
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Abstract
Flurförderzeug mit einem Hubgerüst, an dem ein Lasttragmittel mit zwei Gabelzinken höhenverstellbar geführt ist, einem an dem Lasttragmittel angeordneten Sensor zur Erfassung einer räumlichen Umgebung und einer Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, zur Unterstützung eines Einlagerungsvorgangs aus den von dem Sensor erfassten Daten eine Lagerungsposition zu ermitteln, wobei der Sensor ein Time-of-Flight-Kamerasystem mit einer Lichtquelle, einem Lichtsensor und einer Lichteintrittsöffnung aufweist, wobei mindestens die Lichteintrittsöffnung im Bereich einer Spitze einer der Gabelzinken angeordnet ist.Industrial truck with a lifting frame on which a load carrying means with two fork prongs is guided in a height-adjustable manner, a sensor arranged on the load carrying means for detecting a spatial environment and an evaluation unit which is designed to support a storage process from the data recorded by the sensor to a storage position determine, wherein the sensor has a time-of-flight camera system with a light source, a light sensor and a light inlet opening, wherein at least the light inlet opening is arranged in the region of a tip of one of the fork prongs.
Description
Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Hubgerüst, an dem ein Lasttragmittel mit zwei Gabelzinken höhenverstellbar geführt ist, einem an dem Lasttragmittel angeordneten Sensor zur Erfassung einer räumlichen Umgebung und einer Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, zur Unterstützung eines Einlagerungsvorgangs aus den von dem Sensor erfassten Daten eine Lagerungsposition zu ermitteln, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Flurförderzeugs.The invention relates to an industrial truck with a mast, on which a load carrying means with two forks is guided adjustable in height, arranged on the load supporting means sensor for detecting a spatial environment and an evaluation, which is designed to support a storage process from the detected by the sensor Data to determine a storage position, and a method for operating such a truck.
In vielen Bereichen der Logistik, insbesondere der Intralogistik, kommen Flurförderzeuge zum Einsatz. Im Bereich des Stückguttransports werden häufig Ladehilfsmittel in Form von Paletten, Gitterboxen usw. eingesetzt, die einzelne, kleinere Stückgüter zu Ladeeinheiten zusammenfassen, die dann effektiv und wirtschaftlich mit Hilfe von Flurförderzeugen, die in der Regel mit Gabelzinken zur Aufnahme der Ladeeinheiten ausgerüstet sind, transportiert, verladen und gestapelt werden. Die Einstapelhöhen in Regalen erreichen Höhen bis zu 10 bis 13 Metern, wobei die Bedienperson auf dem Fahrzeug in Bodennähe verbleibt. Die Augen der Bedienperson sind daher von dem eigentlichen Ein- und Ausstapelvorgang im Regal unter Umständen 8 bis 11 Meter weit entfernt, was insbesondere unter schlechten Blickwinkeln, schlechter Beleuchtung und sonstigen Sichtbehinderungen den Ein- und Ausstapelvorgang erschwert. Die Bedienung solcher Flurförderzeuge erfordert viel Erfahrung, um diese Vorgänge dennoch schnell, sicher und effektiv durchführen zu können.In many areas of logistics, in particular intralogistics, industrial trucks are used. In the area of general cargo transport, loading equipment in the form of pallets, lattice boxes, etc. are often used, which combine individual, smaller piece goods to load units, which then effectively and economically transported by means of industrial trucks, which are usually equipped with forks for receiving the load units , be loaded and stacked. The stacking heights in shelves reach heights of up to 10 to 13 meters, with the operator remains on the vehicle near the ground. The operator's eyes are therefore 8 to 11 meters away from the actual loading and unloading process on the shelf, which makes the loading and unloading process difficult, especially under bad viewing angles, poor lighting and other visual obstructions. The operation of such trucks requires a lot of experience in order to be able to perform these operations quickly, safely and effectively.
Zur Unterstützung der Bedienperson in dieser Situation ist der Einsatz einer Videokamera im Bereich des Lasttragmittels bekannt geworden, deren Bild der Bedienperson auf einem Monitor angezeigt wird. Die Bedienperson wertet das Videobild aus und bedient das Fahrzeug in der Art, dass bei der Einlagerung die Palette oberhalb der Regalauflage kollisionsfrei im Regalfach abgesetzt und bei der Auslagerung die Gabelzinke kollisionsfrei in die Einfahröffnung der Palette eingeschoben werden kann.To assist the operator in this situation, the use of a video camera has become known in the field of load carrying means whose image of the operator is displayed on a monitor. The operator evaluates the video image and operates the vehicle in such a way that when stored the pallet above the shelf support collision-free deposited in the shelf and can be inserted without collision in the entry opening of the pallet during the removal of the fork.
Aus der Druckschrift
Ein anderes bekanntes Konzept sieht eine vollautomatische Ein- oder Auslagerung mit induktiv oder mechanisch zwangsgeführten Hochregalstaplern vor. Durch die Zwangsführung wird die Entfernung der Gabelzinken bzw. der Palette zum Regal innerhalb kleiner Toleranzen konstant gehalten. Die Palette wird durch spezielle Lastaufnahmemittel, zum Beispiel Schwenkschub- oder Teleskopgabeln seitlich, quer zur Fahrzeuglängsrichtung, aufgenommen bzw. abgegeben. Die Hubhöheneinstellung erfolgt über eine Hubsteuereinrichtung, die mit einem Istwertsensor ausgerüstet ist. Die seitliche Ausrichtung, in Fahrtrichtung, wird mit Hilfe aufwendiger Wegmesseinrichtungen und ggfs. zusätzlicher Markierungen an den Lagerplätzen und entsprechender Sensoren am Fahrzeug durchgeführt. In Einstapelrichtung, hier quer zur Fahrtrichtung, kann mit fest eingestellten Verschiebewegen gearbeitet werden, da der Abstand des Fahrzeugs zum Regal und die Palettenlänge bekannt und konstant sind. Voraussetzung für derartige Konzepte ist jedoch ein aufwendiges, sowohl aus Fahrzeugkomponenten als auch ortsfesten Komponenten bestehendes System. Außerdem muss ein manuelles Einstapeln von Paletten zuverlässig verhindert werden, da anders nicht sichergestellt werden kann, dass die Paletten innerhalb der zulässigen Toleranzen positioniert werden. Ein solches vollautomatisches System ist somit kostenträchtig in Anschaffung und Betrieb und weiterhin wenig flexibel.Another known concept provides for fully automatic storage or retrieval with inductively or mechanically positively driven high-bay stackers. Due to the forced operation, the distance of the forks or the pallet to the shelf is kept constant within small tolerances. The pallet is picked up or released laterally, transversely to the vehicle longitudinal direction, by special load-carrying means, for example swiveling push or telescopic forks. The Hubhöheneinstellung via a stroke control device, which is equipped with an actual value sensor. The lateral alignment, in the direction of travel, is carried out with the aid of expensive displacement measuring devices and, if necessary, additional markings at the storage locations and corresponding sensors on the vehicle. In Einstapelrichtung, here transverse to the direction of travel, can be used with fixed displacement paths, since the distance of the vehicle to the shelf and the pallet length are known and constant. However, a prerequisite for such concepts is a complex system consisting of both vehicle components and stationary components. In addition, a manual stacking of pallets must be reliably prevented because otherwise can not be ensured that the pallets are positioned within the allowable tolerances. Such a fully automatic system is thus costly in purchase and operation and still not very flexible.
Aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Flurförderzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, das eine Bedienperson besser beim Ein- und Auslagern von Lasten unterstützt, zuverlässig und flexibel einsetzbar ist und eine weitergehende Automatisierung ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Flurförderzeugs.On this basis, it is the object of the invention to provide an industrial truck with the features of the preamble of claim 1, the better an operator at Ein- and Outsourcing of loads supported, reliable and flexible in use and allows for further automation, and a method for operating such a truck.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Flurförderzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the truck with the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subsequent subclaims.
Das erfindungsgemäße Flurförderzeug hat ein Hubgerüst, an dem ein Lasttragmittel mit zwei Gabelzinken höhenverstellbar geführt ist, einen an dem Lasttragmittel angeordneten Sensor zur Erfassung einer räumlichen Umgebung und eine Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, zur Unterstützung eines Einlagerungsvorgangs aus den von dem Sensor erfassten Daten eine Lagerungsposition zu ermitteln. Der Sensor weist ein Time-of-Flight-Kamerasystem mit einer Lichtquelle, einem Lichtsensor und einer Lichteintrittsöffnung auf, wobei mindestens die Lichteintrittsöffnung im Bereich einer Spitze einer der Gabelzinken angeordnet ist.The truck according to the invention has a mast on which a load carrying means with two forks is guided adjustable in height, arranged on the load supporting means sensor for detecting a spatial environment and an evaluation unit which is adapted to support a storage operation from the data collected by the sensor one Determine storage position. The sensor has a time-of-flight camera system with a light source, a light sensor and a light entry opening, wherein at least the light entry opening is arranged in the region of a tip of one of the fork tines.
Ein Time-of-Flight-Kamerasystem weist eine Lichtquelle und einen Lichtsensor auf, wobei die Lichtquelle moduliertes, insbesondere gepulstes Licht aussendet, das nach Reflektion von den Gegenständen im Bildfeld durch eine Lichteintrittsöffnung bzw. die Lichteintrittsöffnung auf eine Vielzahl von Bildpunkten des Lichtsensors, die in der Regel matrixartig angeordnet sind, auftrifft und detektiert wird. Dabei werden Laufzeitunterschiede des Lichts ausgewertet, sodass jedem Bildpunkt ein Wert für die Entfernung des Gegenstands zugeordnet werden kann. Da die optischen Eigenschaften des Systems bekannt sind, kann die Lage eines von jedem Bildpunkt erfassten Objekts im Raum in allen drei Raumrichtungen bestimmt werden. Mit dem Time-of-Flight-Kamerasystem ist daher ein dreidimensionales „Sehen” des räumlichen Bereichs in Blickrichtung des Kamerasystems möglich.A time-of-flight camera system has a light source and a light sensor, wherein the light source transmits modulated, in particular pulsed, light after reflection from the objects in the image field through a light entrance opening or the light entry opening onto a plurality of image points of the light sensor usually arranged in a matrix, impinges and is detected. In this case, transit time differences of the light are evaluated, so that each pixel can be assigned a value for the distance of the object. Since the optical properties of the system are known, the position of an object detected by each pixel in space can be determined in all three spatial directions. With the time-of-flight camera system, therefore, a three-dimensional "vision" of the spatial area in the direction of the camera system is possible.
Das räumliche Abbild der Umgebung wird dabei stets bezogen auf den Ort des Lichtsensors bzw. die Lichteintrittsöffnung ermittelt, sodass durch Anordnung der Lichteintrittsöffnung im Bereich einer Spitze einer der Gabelzinken die unmittelbare Umgebung der Gabelspitze, die für ein kollisionsfreies Ein- und Auslagern von Lasten entscheidend ist, besonders genau erfasst wird.The spatial image of the environment is always determined based on the location of the light sensor or the light entrance opening, so that by placing the light entry opening in the region of a tip of one of the forks the immediate vicinity of the fork tip, which is crucial for a collision-free storage and retrieval of loads , is recorded very precisely.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das von dem Time-of-Flight-Kamerasystem erfasste Abbild der Umgebung eine bessere Grundlage für eine automatisierte Auswertung der Bilddaten bietet als die im Stand der Technik vorgeschlagene Verwendung eines Laserscanners, der zudem nur Daten über einzelne Beobachtungsebenen erfasst.A further advantage of the invention is that the image of the environment detected by the time-of-flight camera system provides a better basis for an automated evaluation of the image data than the use of a laser scanner proposed in the prior art, which additionally only provides data on individual observation planes detected.
Insgesamt kann der Ein- oder Auslagervorgang auf Grundlage der von dem Time-of-Flight-Kamerasystem zur Verfügung gestellten Daten optimal unterstützt werden.Overall, the loading or unloading process can be optimally supported based on the data provided by the time-of-flight camera system.
Bei der Erfindung ist mindestens die Lichteintrittsöffnung des Time-of-Flight-Kamerasystems im Bereich einer Spitze einer der Gabelzinken angeordnet. Die zugehörige Lichtquelle und der Lichtsensor können ebenfalls in diesem Bereich angeordnet sein, insbesondere bei Verwendung eines Kamerasystems, bei dem Lichtquelle und Lichtsensor zur einer Einheit kombiniert sind. Alternativ kann die Lichtquelle in einem Abstand von dem Lichtsensor/der Lichteintrittsöffnung angeordnet sein, beispielsweise im Bereich der Spitze der anderen Gabelzinke. Dies ermöglicht, das Kamerasystem auf zwei besonders kompakte Einheiten zu verteilen, die einfacher im Bereich der Gabelzinken untergebracht werden können.In the invention, at least the light entrance opening of the time-of-flight camera system is arranged in the region of a tip of one of the fork tines. The associated light source and the light sensor can also be arranged in this area, in particular when using a camera system, are combined in the light source and light sensor to form a unit. Alternatively, the light source may be arranged at a distance from the light sensor / the light entry opening, for example in the region of the tip of the other fork tine. This makes it possible to distribute the camera system on two particularly compact units, which can be accommodated more easily in the area of the forks.
In einer Ausgestaltung ist der Lichtsensor und/oder die Lichtquelle und/oder die Lichteintrittsöffnung in einer Ausnehmung einer Gabelzinkenspitze angeordnet. Lichtsensor und/oder Lichtquelle und/oder Lichteintrittsöffnung können so angeordnet sein, dass sie eine Kontur der Gabelzinke an keiner Stelle überragen, wodurch sie zuverlässig vor Beschädigungen geschützt sind. Ebenfalls möglich ist eine Anordnung hinter einem für das verwendete Licht transparenten Fenster. Dadurch wird insbesondere der Lichtsensor bzw. die Lichtquelle zusätzlich vor Beschädigung geschützt. Grundsätzlich können Lichtsensor und/oder Lichtquelle und/oder Lichteintrittsöffnung nicht nur in einer Ausnehmung einer Gabelzinkenspitze, also mit anderen Worten in die Gabelzinkenspitze selbst integriert, angeordnet werden, sondern auch seitlich oder unterhalb der eigentlichen Gabelzinkenspitze, wobei sie durch ein geeignetes Gehäuse oder sonstige schützende Strukturen, beispielsweise in Form benachbarter Verstärkungsrippen, vor einer Beschädigung geschützt werden können.In one embodiment, the light sensor and / or the light source and / or the light entry opening is arranged in a recess of a fork tine tip. Light sensor and / or light source and / or light inlet opening can be arranged so that they do not project beyond a contour of the fork tine at any point, whereby they are reliably protected from damage. Also possible is an arrangement behind a transparent window for the light used. As a result, in particular the light sensor or the light source is additionally protected against damage. In principle, light sensor and / or light source and / or light entrance opening not only in a recess of a fork tip, so in other words integrated into the fork tip itself, but also laterally or below the actual fork tip, where they are protected by a suitable housing or other protective Structures, for example in the form of adjacent reinforcing ribs, can be protected from damage.
In einer Ausgestaltung ist im Bereich jeder der beiden Spitzen der Gabelzinken jeweils ein Lichtsensor und/oder eine Lichtquelle und/oder eine Lichteintrittsöffnung eines Time-of-Flight-Kamerasystems angeordnet, deren Blickfelder jeweils schräg nach außen vorn gerichtet sind. Durch die Verwendung zweier Kamerasysteme kann die Umgebung der beiden Gabelspitzen besonders zuverlässig erfasst werden. Dies gilt insbesondere, wenn besonders breite Lasten, die einen relativ großen Abstand zwischen den beiden Gabelzinken erfordern, transportiert werden sollen. Grundsätzlich ist jedoch die Verwendung eines einzigen Kamerasystems ausreichend, das im Bereich einer Spitze einer der beiden Gabelzinken angeordnet ist.In one embodiment, in each case a light sensor and / or a light source and / or a light inlet opening of a time-of-flight camera system is arranged in the region of each of the two tips of the forks, the fields of view are each directed obliquely forward outward. By using two camera systems, the environment of the two fork tips can be detected particularly reliably. This is especially true when extra-wide loads requiring a relatively large distance between the two forks are to be transported. Basically, however, the use of a single camera system is sufficient, which is arranged in the region of a tip of one of the two forks.
In einer Ausgestaltung weist das Flurförderzeug eine Anzeigeeinheit auf, die mit der Auswerteeinheit verbunden ist und zur Anzeige einer oder mehrerer der folgenden Anweisungen an eine Bedienperson in Abhängigkeit von einer aktuellen Position des Lasttragmittels in Relation zu einer erfassten Lagerungsposition ausgebildet ist: Lasttragmittel anheben oder absenken, Lasttragmittel nach rechts oder links bewegen, Lasttragmittel um eine vertikale Achse nach links oder rechts drehen, Lasttragmittel gegenüber der Horizontalen nach oben oder unten neigen, Lasttragmittel in Längsrichtung nach vorn oder hinten bewegen. Die genannten Anzeigen können insbesondere durch graphische Symbole veranschaulicht werden, die ein Erfassen der jeweiligen Anweisung vereinfachen. Die Anweisung zur Neigung des Lasttragmittels kann sich wie üblich auf eine Neigung des Masts mit dem Lasttragmittel beziehen. Die Anweisung zur Drehung des Lasttragmittels um eine vertikale Achse kann sich auf eine Drehung des gesamten Flurförderzeugs mit dem Lasttragmittel beziehen. Die Anweisung zur Bewegung des Lasttragmittels nach vorn oder hinten kann sich auf eine Bewegung des gesamten Flurförderzeugs mit Mast und Lasttragmittel oder des Masts mit dem Lasttragmittel beziehen. Eine erforderliche Drehung des Lasttragmittels um eine vertikale Achse nach links oder rechts, das heißt von oben betrachtet im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn, kann zum Beispiel auf Grundlage einer von dem Kamerasystem erfassten vorderen Kante der Lagerungsposition erfolgen. Es kann festgestellt werden, wenn die Kante gegenüber einer Längsrichtung des Lasttragmittels einen von 90° abweichenden Winkel aufweist. Eine erforderliche Neigung des Lasttragmittels gegenüber der Horizontalen nach oben oder unten, das heißt ein Anheben oder Absenken der Spitzen der Gabelzinken gegenüber deren hinteren Enden, kann insbesondere mit Hilfe eines Neigungssensors, der an dem Lasttragmittel angeordnet ist und die Messung einer Neigung der Gabelzinken gegenüber der Horizontalen misst, festgestellt werden. Der Neigungssensor kann zu diesem Zweck mit der Anzeigeeinheit verbunden sein. Alle genannten, von dem Anzeigesystem angezeigten Anweisungen oder Informationen unterstützen eine Bedienperson bei einer kollisionsfreien Ein- oder Auslagerung einer Last. In one embodiment, the industrial truck has a display unit which is connected to the evaluation unit and is designed to display one or more of the following instructions to an operator as a function of a current position of the load carrier in relation to a detected storage position: raise or lower load carrier, Move the load support to the right or left, turn the load support around a vertical axis to the left or right, tilt the load support up or down from the horizontal, move the load support longitudinally forward or backward. The indicated displays can be illustrated in particular by graphic symbols which simplify the detection of the respective instruction. The instruction for inclining the load bearing means may refer as usual to an inclination of the mast with the load carrying means. The instruction to rotate the load bearing means about a vertical axis may refer to a rotation of the entire truck with the load bearing means. The instruction to move the load support forward or back may refer to movement of the entire truck with mast and load support or the mast with the load support. Required rotation of the load bearing means about a vertical axis to the left or to the right, that is viewed from above in a clockwise or counterclockwise direction, may, for example, be based on a front edge of the storage position detected by the camera system. It can be determined when the edge has a non-90 ° angle to a longitudinal direction of the load bearing means. A required inclination of the load supporting means relative to the horizontal upwards or downwards, that is a raising or lowering of the tips of the forks relative to the rear ends, in particular by means of a tilt sensor, which is arranged on the load supporting means and the measurement of an inclination of the forks relative to the Horizontal measures, be determined. The tilt sensor may be connected to the display unit for this purpose. All of the aforementioned instructions or information displayed by the display system assist an operator in collision-free loading or unloading of a load.
In einer Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit räumlich in das Time-of-Flight-Kamerasystem integriert. Dadurch wird ein besonders kompakter Aufbau ermöglicht. Auch eine Nachrüstung eines herkömmlichen Flurförderzeugs kann sich unter Umständen vereinfachen.In one embodiment, the evaluation unit is spatially integrated into the time-of-flight camera system. This allows a particularly compact design. Retrofitting a conventional truck may also be easier.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.The above object is also achieved by the method having the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Flurförderzeugs, das ein Hubgerüst, an dem ein Lasttragmittel mit zwei Gabelzinken höhenverstellbar geführt ist, einen an dem Lasttragmittel angeordneten Sensor zur Erfassung einer räumlichen Umgebung und eine Auswerteeinheit aufweist, die dazu ausgebildet ist, zur Unterstützung eines Einlagerungsvorgangs aus den von dem Sensor erfassten Daten eine Lagerungsposition zu ermitteln, wobei der Sensor ein Time-of-Flight-Kamerasystem mit einer Lichtquelle, einem Lichtsensor und einer Lichteintrittsöffnung aufweist und mindestens die Lichteintrittsöffnung im Bereich einer Spitze einer der Gabelzinken angeordnet ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- • Erfassen einer räumlichen Umgebung des Flurföderzeugs mit dem Time-of-Flight-Kamerasystem,
- • Auswerten der Signale des Time-of-Flight-Kamerasystems und Ermitteln einer Lagerungs- oder Einfahrposition,
- • Bewegen des Lasttragmittels zu der ermittelten Lagerungs- oder Einfahrposition hin, und
- • Aufnehmen oder Absetzen einer Last.
- • detecting a spatial environment of the truck with the time-of-flight camera system,
- Evaluating the signals of the time-of-flight camera system and determining a storage or retraction position,
- Moving the load-carrying means towards the determined storage or retraction position, and
- • picking up or putting down a load.
Zu den Merkmalen und Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die vorstehenden Erläuterungen der korrespondierenden Merkmale des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs verwiesen. Bei der Lagerungsposition, die auf Grundlage der Signale des Time-of-Flight-Kamerasystems ermittelt wird, kann es sich beispielsweise um einen Stellplatz für eine Palette in einem Regal handeln. Die Lagerungsposition ist dann gekennzeichnet durch eine horizontal verlaufende Auflage für die Palette, beispielsweise aufweisend einen oder mehrere Querträger, und vertikal verlaufende Regalpfosten, die die Lagerungsposition an einer oder beiden Seiten begrenzen. Eine Einfahrposition kann insbesondere bestehen aus den Aufnahmen einer Palette, in die die Gabelzinken hineinbewegt werden. Sie weist eine definierte und klar umgrenzte Position auf, in die mit einer Gabelzinke hineingefahren werden muss, um die Palette anzuheben.For the features and advantages of the method according to the invention, reference is made to the above explanations of the corresponding features of the truck according to the invention. The storage position, which is determined based on the signals from the time-of-flight camera system, may be, for example, a parking space for a pallet on a shelf. The storage position is then characterized by a horizontally extending support for the pallet, for example comprising one or more cross members, and vertically extending shelf posts which limit the storage position on one or both sides. A retraction position may consist in particular of the receptacles of a pallet into which the forks are moved. It has a defined and clearly defined position, which must be driven in with a fork to raise the pallet.
In einer Ausgestaltung erfolgt das Ermitteln der Lagerungs- oder Einfahrposition mit Hilfe von Methoden der Mustererkennung, wobei vordefinierte geometrische Merkmale der Lagerungspositionen oder der aufzunehmenden Lasten in den von dem Time-of-Flight-Kamerasystem zur Verfügung gestellten Daten erkannt werden. Beispielsweise weisen Paletten standardisierte Abmessungen und Aufnahmen für die Gabelzinken in definierten Bereichen auf, die ein charakteristisches Muster ergeben. Gleiches gilt für unterschiedliche Regaltypen, deren Lagerungspositionen ebenfalls charakteristische Merkmale aufweisen. Mit Hilfe der Methoden der Mustererkennung können diese in den erfassten Daten erkannt und somit die Lagerungs- oder Einfahrpositionen oder Positionen der Lasten selbst ermittelt werden. Die von dem Time-of-Flight-Kamerasystem erfassten Daten bieten eine besonders geeignete Grundlage für derartige Mustererkennungsverfahren.In one embodiment, the determination of the storage or retraction position by means of methods of pattern recognition, wherein predefined geometric features of the storage positions or the loads to be absorbed are detected in the provided by the time-of-flight camera system data. For example, pallets have standardized dimensions and receptacles for the forks in defined areas that give a characteristic pattern. The same applies to different shelf types whose storage positions also have characteristic features. With the help of pattern recognition methods, these can be recognized in the acquired data and thus the storage or retraction positions or Positions of the loads themselves are determined. The data collected by the time-of-flight camera system provides a particularly suitable basis for such pattern recognition methods.
In einer Ausgestaltung werden einer Bedienperson in Abhängigkeit von einer aktuellen Position des Lasttragmittels in Relation zu der erfassten Lagerungs- oder Einfahrposition eine oder mehrere der folgenden Anweisungen angezeigt: Lasttragmittel anheben oder absenken, Lasttragmittel nach rechts oder links bewegen, Lasttragmittel um eine vertikale Achse nach links oder rechts drehen, Lasttragmittel gegenüber der Horizontalen nach oben oder unten neigen, Lasttragmittel in Längsrichtung nach vorn oder hinten bewegen. Durch Anzeige der genannten Anweisungen unterstützt das System die Bedienperson beim im Übrigen manuell vorzunehmenden Ein- bzw. Auslagerungsvorgang. Es handelt sich daher um ein Assistenzsystem, bei dem der Fahrer nach wie vor die Kontrolle über die Durchführung jeder einzelnen Bewegung des Lasttragmittels behält.In one embodiment, an operator is presented with one or more of the following instructions in response to a current position of the load support relative to the sensed storage or retraction position: raising or lowering load support, moving load support to the right or left, load support means about a vertical axis to the left or turn right, tilt the load support up or down from the horizontal, move the load support longitudinally forward or backward. By displaying the above instructions, the system supports the operator in addition to manually be performed storage and retrieval process. It is therefore an assistance system in which the driver still retains control over the performance of each movement of the load-carrying means.
In einer anderen Ausgestaltung erfolgt das Bewegen des Lasttragmittels teilautomatisch, wobei eine Bedienperson einzelnen Bewegungsschritten zustimmt und der jeweilige Bewegungsschritt dann ohne weitere Benutzerinteraktion automatisch ausgeführt wird. Die Zustimmung wird beispielsweise durch Betätigung eines Zustimmtasters erteilt. Bei dieser Ausgestaltung greift das System selbsttätig in die Steuerung der Bewegung des Lasttragmittels ein, wobei für einzelne Bewegungsschritte jeweils eine vorherige Zustimmung der Bedienperson erforderlich ist. Dieses Vorgehen kann zu einer weiteren Rationalisierung des Ein- oder Ausstapelvorgangs führen, wobei die Bedienperson die Möglichkeit behält, vor jedem Bewegungsschritt korrigierend einzugreifen, soweit dies für erforderlich gehalten wird.In another embodiment, the movement of the load carrying means is partially automatic, wherein an operator agrees to individual movement steps and the respective movement step is then carried out automatically without further user interaction. The consent is given, for example, by pressing an enabling button. In this embodiment, the system automatically engages in the control of the movement of the load supporting means, wherein for individual movement steps in each case a prior consent of the operator is required. This procedure can lead to a further rationalization of the stacking or unstacking operation, wherein the operator retains the possibility of intervening to correct, as far as is necessary, before each movement step.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt das Bewegen des Lasttragmittels vollautomatisch, wobei nach einer Grobpositionierung des Flurförderzeugs und/oder des Lasttragmittels durch eine Bedienperson das Bewegen des Lasttragmittels zu der ermittelten Lagerungs- oder Einfahrposition hin und das Aufnehmen oder Absetzen der Last durch Zustimmung der Bedienperson ohne weitere Benutzerinteraktion erfolgt. Die Zustimmung wird beispielsweise durch Betätigung eines Zustimmtasters erteilt. Beispielsweise kann der Zustimmtaster während der automatischen Bewegungsabläufe permanent gedrückt gehalten werden, so dass die Bewegungsabläufe jederzeit durch Loslassen des Tasters unterbrochen werden können. Bei dieser Ausgestaltung nimmt das System der Bedienperson weitere Bedienschritte ab, was zu einer weiteren Rationalisierung führen kann.In one embodiment of the method, the movement of the load carrying means is fully automatic, wherein after a rough positioning of the truck and / or the load supporting means by an operator moving the load supporting means to the determined storage or retraction position and the recording or discontinuation of the load by agreement of the operator without further user interaction takes place. The consent is given, for example, by pressing an enabling button. For example, the enabling button can be kept permanently depressed during the automatic movement sequences, so that the movement sequences can be interrupted at any time by releasing the button. In this embodiment, the system of the operator from further operating steps, which can lead to further rationalization.
In einer Ausgestaltung wird automatisch auf der Grundlage einer mit einem Lastsensor ermittelten, von dem Lasttragmittel aufgenommenen Last zwischen einem Ein- und einem Auslagerungsvorgang unterschieden, wobei insbesondere das Einlagern einer Last automatisch verhindert wird oder eine Warnung angezeigt wird, wenn auf dem betreffenden Lagerplatz das Vorhandensein einer Last erkannt wird. Insbesondere ist es möglich, eine auf dem ausgewählten Lagerplatz befindliche Palette automatisch zu erkennen und durch das Anzeigen der Warnung oder das automatische Verhindern des Einlagerns eine Kollision zu verhindern. Ein automatisches Unterscheiden zwischen Ein- und Auslagerungsvorgängen ist überdies auch sinnvoll, um bei der Auswertung der Signale des Kamerasystems gezielt entweder nach einer Lagerungsposition oder nach einer Einfahrposition zu suchen und/oder um der Bedienperson auf einer Anzeigeeinheit nur die für den jeweiligen Vorgang relevanten Informationen bzw. Anweisungen zu geben.In one embodiment, a distinction is made between a loading and a removal process automatically based on a load sensor detected, recorded by the load supporting means load, in particular, the storage of a load is automatically prevented or a warning is displayed when the existence of a load is detected. In particular, it is possible to automatically recognize a pallet located on the selected storage space and to prevent a collision by displaying the warning or automatically preventing storage. An automatic differentiation between storage and retrieval processes is also useful in order to search in the evaluation of the signals of the camera system selectively either for a storage position or for a retraction position and / or the operator on a display unit only relevant to the process or information To give instructions.
In einer Ausgestaltung ist an einem Regal eine Markierung mit einer vorgegebenen geometrischen Form angebracht, die von der Auswerteeinheit automatisch erkannt und zur Ermittlung einer Lagerungsposition herangezogen wird. Die Markierung kann beispielsweise quaderförmig mit definierten Abmessungen sein. Das Erkennen der Markierung in den von dem Kamerasystem erfassten Daten kann beispielsweise mit Methoden der Mustererkennung erfolgen. Durch eine derartige Markierung kann das Erkennen einer Lagerungsposition vereinfacht und die Genauigkeit der Positionsermittlung verbessert werden.In one embodiment, a marking with a predetermined geometric shape is mounted on a shelf, which is automatically detected by the evaluation and used to determine a storage position. The marking can be cuboid with defined dimensions, for example. The recognition of the marking in the data captured by the camera system can be done, for example, with methods of pattern recognition. By such a mark the recognition of a storage position can be simplified and the accuracy of the position detection can be improved.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in FIGS. Show it:
Weiterhin ist eine Messeinrichtung
Für die Funktion des Time-of-Flight-Kamerasystems
Mit den Feldern in der linken unteren Ecke
Zentral auf dem Schirm befindet sich ein z. B. seitenverkehrt L-förmiges Zeichen
Das Symbol
Das Symbol
Das Zeichen
Durch die beispielhafte Zeichengruppe
Für unterschiedliche Ausbaustufen, die später näher erläutert werden, sind noch angeschlossen: Der fahrzeugseitige Teil
Nachfolgend soll die Funktion des erfindungsgemäßen Flurförderzeugs und das erfindungsgemäße Verfahren anhand von drei Beispielen, die unterschiedliche Automatisierungsgrade aufweisen, weiter erläutert werden. In einer ersten Ausführung wird das System aus Time-of-Light-Kamerasystem
Der Fahrer wählt über die Taste
The driver selects via the
Die vordere der Regalauflagen
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Systems wird die Abstandsinformation des Time-of-Flight-Kamerasystems
Ein Einlagerungsvorgang kann wie folgt erfolgen: Der Fahrer wählt über die Taste
Die vordere der Regalauflagen
Auch bei diesem Einlagervorgang kann die oben beschriebene Abstandsmessung genutzt werden, um dem Bediener anzuzeigen, dass die Ladeeinheit ausreichend tief eingestapelt ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei nicht zulässigem Einfahren der Gabelzinken
Bei einer weitergehenden Automatisierung können die geschilderten Abläufe teilautomatisch erfolgen. Der Bediener positioniert dabei die leeren, bzw. mit einer Ladeeinheit beladenen Gabelzinken
Sodann hebt der Bediener die Gabelzinken
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Teilautomatisierung wird auch das Verschieben der Gabelzinken
In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung wird das Einstapeln der Ladeeinheit verhindert, wenn das Time-of-Flight-Kamerasystem
Ebenfalls möglich ist eine vollautomatische Ein- und Auslagerung. Dabei wird zusätzlich zur erläuterten Teilautomatisierung eine drahtlose Verbindung, insbesondere eine Funkverbindung
Dieses Leitsystem
Bei sehr breiten Ladeeinheiten
Alternativ kann gemäß
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann das Flurförderzeug zusätzlich mit einem der bekannten Ortungssystem
Durch Einbindung einer Einrichtung zur Identifikation einer auf den Gabelzinken
Mit Hilfe eines zusätzlichen Lasterkennungs-Sensors
Weiterhin ist es mit der beschriebenen Erfindung im Kombination mit einem bekannten Betriebsdatenerfassungssystem für Flurförderzeuge möglich, mögliche Fehlbedienungen bei Ein- und Auslagervorgängen dem jeweiligen Bediener, der sich in diesem System vor Bedienung identifizieren muss, zuzuordnen und so mindestens einen „erzieherischen Effekt” zu erreichen.Furthermore, it is possible with the invention described in combination with a known operating data acquisition system for industrial trucks, possible incorrect operations in storage and retrieval operations the respective operator who must identify himself in this system before operation, and thus achieve at least one "educational effect".
Zusammenfassend können mit der Erfindung insbesondere die folgenden Vorteile erreicht werden:
- • Erhöhung der Produktivität des Staplereinsatzes durch Verkürzung der Zeiten für die Ein- und Auslagerung von Ladeeinheiten, insbesondere bei größerer Hubhöhe,
- • Unterstützung von insbesondere ungeübten Bedienern,
- • Verbesserte Ergonomie, da das Verfolgen des Ein- und Auslagervorgangs in größeren Höhen eine sehr unbequeme oder ungesunde Körperhaltung des Bedieners voraussetzt,
- • Verbesserte Sicherheit für Personen, Lagereinrichtung und Ladeeinheiten,
- • Möglichkeit der automatischen Bildauswertung mit Hilfe des Time-of-Flight-Kamerasystems zur Nutzung für teilautomatisierte Ein- und Ausstapelvorgänge,
- • Unterschiedliche Ausbaustufen von Assistenzsystemen über Teilautomatisierung bis Vollautomatisierung,
- • Vermeidung von Fehlbedienungen möglich, inkl. Zuordnung zu einzelnen Bedienern,
- • Integration einer automatischen Ladeeinheiten-Identifikation möglich,
- • Integration eines Ortungssystems möglich,
- • Ausbau bis zu einem Ladeeinheiten-Verfolgungssystem inkl. der Möglichkeit zur Verifizierung der Lagerbestandslisten,
- • Flexible Reaktion auf nicht ordnungsgemäß eingestapelte Ladeeinheiten oder sich ändernde Lagerraster, usw.
- • Increasing the productivity of the forklift use by shortening the times for loading and unloading of loading units, especially for larger lifting heights,
- • support for inexperienced operators
- • Improved ergonomics, as tracking the loading and unloading process at higher altitudes requires a very uncomfortable or unhealthy posture of the operator,
- • Improved safety for persons, storage facilities and loading units,
- Possibility of automatic image analysis using the time-of-flight camera system for use in semi-automated stacking and unstacking operations;
- • Different levels of assistance systems via partial automation to full automation,
- • Avoidance of incorrect operation possible, incl. Assignment to individual operators,
- • integration of an automatic loading unit identification possible,
- • integration of a positioning system possible,
- • upgrading to a loading unit tracking system, including the ability to verify inventory lists,
- • Flexible response to improperly stacked cargo units or changing storage racks, etc.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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